Трење – од сложене науке до часа физике ЉУБИША Д. НЕШИЋ, ЛАЗАР Г. РАДЕНКОВИЋ, МИЛОШ Ч. ЈОНИЋ

Историјски развој трибологије • Tribos (гр.) – трљање

• Трибологија – грана физике која проучава трење под различитим условима

• ДаВинчи-Амонотон-Кулонови закони

1. Сила трења пропорционална је нормалној сили која делује на тело.

2. Сила трења независна је од привидне додирне површине тела.

3. Сила трења независна је од релативне брзине клизања додирних површина.

Модерни развој трибологије •Покушај да се изузетно велики број микроскопских интеракција појединачних атома објасни једноставним макроскопским законима.

•Који механизми стоје у основи трења? • Деформација

• Адхезија

• Микроскопске неравнине на површини тела које задиру једна у другу

• Абразија

• Утицај нечистоћа

• Утицај адсорбованих слојева

• Утицај вибрација кристалне решетке (фонона)

•Предмет истраживања трибологије додатно се проширује употребом уља и мазива за смањење штетног трења.

Како се мења сила трења између два тела услед глачања додирних површина?

•Појава хладног вара

ДаВинчи-Амонотон-Кулонови закони трења • (Не)зависност од брзине

• (Не)зависност од површине

• Нормална сила

Зависност силе трења од брзине •За неке материјале (нпр. челик, барак, олово) сила трења клизања опада са повећањем брзине.

•За неке друге материјале као што је полимер Тефлон сила трења клизања расте са брзином.

•У многим случајевима познати су само компликовани емпиријски графици.

*График зависности силе трења од брзине а) без и б) са коришћењем лубриканата. Преузето из Franz-Josef Emer, Nonlinear Dynamic of dry friction, Journal of physics A

Привидна и стварна површина контакта • Сила трења не зависи од привидне површине контакта.

• Сила трења зависи од стварне додирне површине тела.

Ftr = µN + kS

• Зашто је привидна површина добра апроксимација?

Нормална сила • Нападна тачка

• Резултанта сила које делују на стварним контактима тела

• Сила N = сила Земљине теже, или њена компонента?

Да ли је лакше вући или гурати санке?

Основни облици трења • Статичко трење

• Трење клизања

• Трење котрљања

Вредности коефицијента трења клизања

Материјал Коефицијент трења µ

Индијум 2

Олово 1,2

Бакар 0,8

Челична лопта 0,8

• Вредности коефицијента трења клизања између челичног клизача и наведених материјала

* Преузето из Hahner, G. Spencer, N. (1998), Rubbing and Scrubing, Physics Today 51(9), 22-27

Да ли се трење увек супротставља кретању?

На које тело делује сила трења? • Сила трења изазива кретање доњег тела.

Трење котрљања и трење клизања • Трење котрљања је ефикасније од трења клизања.

• Употреба примитивног точка

• Употреба ваљака

Трење котрљања • Лопта се без проклизавања котрља по подлози. Како усмерити силу трења?

Котрљање са деформацијама • Гурање аутомобила на земљаној подлози и асфалту

Котрљање са деформацијама • Гурање аутомобила на земљаној подлози и асфалту

Котрљање без деформација

Котрљање без деформација

Котрљање са проклизавањем • Ситуација је једноставнија!

Предлог организације часа 1. Уводни демонстрациони експерименти и посматрање појава

2. Увођење физичких величина којима се описује трење

3. Статичко трење и трење клизања и ДаВинчи-Амонтон-Кулонови закони. Трење котрљања.

4. Топографија површина и механизми настанка трења

Хвала на пажњи!